JP6202346B2 - 放熱装置、光源装置及び投影装置 - Google Patents

Description

本発明は、放熱容量を高めた放熱装置、及びこの放熱装置を備える光源装置と、この光源装置を備える投影装置に関する。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、さらにメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてのデータプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から出射された光をＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は、液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。

そして、このような投影装置においては、レーザダイオードやＬＥＤ等の半導体発光素子が光源に用いられているものがある。例えば、特許文献１に開示される投影装置は、複数の半導体発光素子が備えられる励起光照射装置と、この励起光照射装置からの励起光が照射されて蛍光光が発光される蛍光板装置が設けられている。そして、励起光照射装置における複数の半導体発光素子を保持するホルダの背面には、複数の半導体発光素子を冷却するための放熱装置としてのヒートシンクが設けられている。

また、特許文献２には、レーザダイオード等からなる励起光源と蛍光板とを備える投影装置が開示されている。この投影装置には、励起光源を冷却するため、励起光源の背面側に放熱装置としてのヒートシンクが設けられるとともに、このヒートシンクを冷却する冷却ファンが設けられている。この投影装置では、映像信号の輝度レベルに応じて励起光源の励起光出力が制御されるとともに、冷却ファンの冷却風も制御される。

特開２０１３−１９６９４６号公報 特開２０１４−２０６５８１号公報

複数の半導体発光素子を備える光源には、上述の通りヒートシンク等の放熱装置が備えられている。このような放熱装置は、光源や冷却ファンを制御して放熱効率を向上させることはできるが、放熱容量には上限がある。一方、近年においては、小型で高輝度な半導体発光素子が提供されている。そして、このような小型で高輝度な半導体発光素子を複数用いた光源では、発熱密度が高くなり、半導体発光素子の冷却が困難となり、ひいては半導体発光素子の高密度化による光源装置の小型化が困難となる。すると、半導体発光素子やこれを保持するホルダを小型に形成することができず、投影装置の小型化が困難となる。

本発明の目的は、高輝度の光源装置を小型に形成することができる放熱装置、及びこの放熱装置を備える光源装置及び投影装置を提供する。

本発明の放熱装置は、第１の光源の背面と接続される第１の接続面と、前記第１の光源の側面と接続される第２の接続面とを有し、前記第１の光源を固定する固定部と、前記固定部の背面側に設けられる複数のフィンを有する第１の放熱部と、前記第２の接続面側の前記固定部から一方側に立設する平板部と、前記平板部に設けられる複数のフィンを有する第２の放熱部と、を有することを特徴とする。

本発明の光源装置は、複数の半導体発光素子を保持するホルダを有する上述の放熱装置を備える前記第１の光源が設けられることを特徴とする。

本発明の投影装置は、上述の前記光源装置と、前記光源装置からの光を表示素子に導光する光源側光学系と、前記表示素子から出射された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記光源装置や前記表示素子を制御する投影装置制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、光源装置を小型に形成することのできる放熱装置及びこの放熱装置を備える光源装置及び投影装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る投影装置を示す外観斜視図である。 本発明の実施形態に係る投影装置の機能ブロックを示す図である。 本発明の実施形態に係る投影装置の内部構造を示す平面模式図である。 本発明の実施形態に係るヒートシンクを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るヒートシンクを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の実施形態に係るヒートシンクの変形例を示し、（ａ）は変形例１の側面図、（ｂ）は変形例２の側面図である。 本発明の実施形態に係る付勢部材を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るヒートシンクを示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るヒートシンクを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図１は、投影装置１０の外観斜視図である。なお、本実施形態において、投影装置１０における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とは投影装置１０のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。

そして、投影装置１０の筐体は、図１に示すように、略直方体形状であって、正面パネル１２、背面パネル１３、右側パネル１４及び左側パネル１５からなる側面パネルと、上面パネル１１と下面パネル１６とにより形成されている。投影装置１０は、正面パネル１２の左側方に投影部を有する。さらに、正面パネル１２には、複数の吸排気孔１７が設けられている。そして、投影装置１０は、図示しないが、リモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部を備えている。

また、上面パネル１１にはキー／インジケータ部３７が設けられる。このキー／インジケータ部３７には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源装置や表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。

さらに、背面パネル１３には、図示しないＵＳＢ端子やアナログＲＧＢ映像信号が入力される映像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子、音声出力端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子が設けられている。また、背面パネル１３には、複数の吸気孔が形成されている。

次に、投影装置１０の投影装置制御部について図２の機能ブロック図を用いて述べる。投影装置制御部は、制御部３８、入出力インターフェース２２、画像変換部２３、表示エンコーダ２４、表示駆動部２６等から構成される。

この制御部３８は、投影装置１０内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵ、各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。

そして、この投影装置制御部により、入出力コネクタ部２１から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース２２、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部２３で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ２４に出力される。

また、表示エンコーダ２４は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ２５に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ２５の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部２６に出力する。

表示駆動部２６は、表示素子制御手段として機能するものであり、表示エンコーダ２４から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子５１を駆動するものである。そして、この投影装置１０は、光源装置６０から出射された光線束を、光源側光学系を介して表示素子５１に照射することにより、表示素子５１の反射光で光像（画像光）を形成し、投影側光学系を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。なお、この投影側光学系の可動レンズ群２３５は、レンズモータ４５によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。

また、画像圧縮／伸長部３１は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＣＴ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード３２に順次書き込む記録処理を行う。

さらに、画像圧縮／伸長部３１は、再生モード時にメモリカード３２に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長し、この画像データを、画像変換部２３を介して表示エンコーダ２４に出力し、メモリカード３２に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行う。

そして、筐体の上面パネル１１に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部３７の操作信号は、直接に制御部３８に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部３５で受信され、Ｉｒ処理部３６で復調されたコード信号が制御部３８に出力される。

なお、制御部３８にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部４７が接続されている。この音声処理部４７は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ４８を駆動して拡声放音させる。

また、制御部３８は、光源制御手段としての光源制御回路４１を制御しており、この光源制御回路４１は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源装置６０から出射されるように、光源装置６０の赤色、緑色及び青色の波長帯域光を発光させる個別の制御を行う。

さらに、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３に光源装置６０等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。また、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３にタイマー等により投影装置本体の電源オフ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によっては投影装置本体の電源をオフにする等の制御も行う。

次に、この投影装置１０の内部構造について図３に基づいて述べる。図３は、投影装置１０の内部構造を示す平面模式図である。投影装置１０は、左側パネル１５の近傍に制御回路基板２４１を備えている。この制御回路基板２４１は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えてなる。また、投影装置１０は、投影装置１０筐体の前方右寄りに光源装置６０を備えている。さらに、投影装置１０は、光源装置６０と背面パネル１３との間に、光源側光学系１７０が配置される。投影装置１０の左側パネル１５側には、投影側光学系２２０が配置されている。

光源装置６０は、青色波長帯域光の光源とされる第１の光源を備え、励起光源ともされる励起光照射装置７０と、赤色波長帯域光の光源とされる第２の光源である赤色光源装置１２０と、緑色波長帯域光の光源とされる第３の光源である緑色光源装置８０と、を備える。緑色光源装置８０は、励起光照射装置７０と、蛍光板装置１００とにより構成される。そして、光源装置６０には、赤、緑、青の各色波長帯域光を導光し、出射する導光光学系１４０が配置されている。導光光学系１４０は、各色光源装置から出射される各色波長帯域光をライトトンネル１７５の入射口に集光する。

励起光照射装置７０は、投影装置１０の筐体における前側略中央部分の正面パネル１２の近傍に配置される。そして、励起光照射装置７０は、右側パネル１４及び左側パネル１５と光軸が平行になるよう配置された複数の半導体発光素子である青色レーザダイオード７１を保持するブロック状のホルダ７２と、このホルダ７２が設けられる放熱装置であるヒートシンク８１とを備える。なお、本実施形態においては、後述するように、２行４列の合計８個の青色レーザダイオード７１がホルダ７２に設けられて第１の光源とされている。

また、各青色レーザダイオード７１の光軸上には、各青色レーザダイオード７１からの各出射光の指向性を高めるように各々平行光に変換する複数のコリメータレンズを備えるレンズアレイ７３が配置されている。

赤色光源装置１２０は、赤色光源装置１２０が出射する赤色波長帯域光の光軸が励起光照射装置７０から出射されて第一反射ミラー１４１で反射される青色波長帯域光及び蛍光板１０１から出射される緑色波長帯域光の光軸と交差するように励起光照射装置７０の右側に並設されている。赤色光源装置１２０は、青色レーザダイオード７１と光軸が平行となるように配置された赤色光源１２１と、赤色光源１２１からの出射光を集光する集光レンズ群１２５と、を備える。この赤色光源１２１は、赤色波長帯域の光を発する半導体発光素子である赤色発光ダイオードである。

また、赤色光源装置１２０は、赤色光源１２１の正面パネル１２側に配置されるヒートシンク１３０を備える。一方、励起光照射装置７０の左側には冷却ファン２６１が配置されている。この冷却ファン２６１からの冷却風は、励起光照射装置７０のヒートシンク８１及び赤色光源装置１２０のヒートシンク１３０に送風され、それぞれのヒートシンク８１，１３０により青色レーザダイオード７１及び赤色光源１２１がそれぞれ冷却される。

緑色光源装置８０を構成する蛍光板装置１００は、励起光照射装置７０から出射されて第一反射ミラー１４１で反射される励起光の光路上であって、右側パネル１４の近傍に配置される。蛍光板装置１００は、右側パネル１４と平行となるように、つまり、励起光照射装置７０からの出射光の光軸と平行となるように配置された蛍光ホイールとされる蛍光板１０１と、この蛍光板１０１を回転駆動するモータ１１０と、励起光照射装置７０から出射され、第一反射ミラー１４１により反射された励起光の光線束を蛍光板１０１に集光するとともに蛍光板１０１から左側パネル１５方向に出射される光線束を集光する集光レンズ群１１１と、蛍光板１０１を透過又は拡散透過されて右側パネル１４方向に出射される光線束を集光する集光レンズ１１５と、を備える。なお、モータ１１０の右側パネル１４側には冷却ファン２６２が配置されており、この冷却ファン２６２によって蛍光板装置１００等が冷却される。

蛍光板１０１は、励起光照射装置７０から集光レンズ群１１１を介した出射光を励起光として受けて緑色波長帯域の蛍光光を出射する蛍光発光領域と、励起光照射装置７０からの出射光である励起光を透過又は拡散透過させる領域と、が周方向に連続して設けられている。

蛍光板１０１の基材は銅やアルミニウム等から成る金属基材であって、この基材の励起光照射装置７０側の表面には、環状の溝を形成し、この溝の底部が銀蒸着等によってミラー加工されており、このミラー加工された表面に緑色蛍光体の層が敷設されている。さらに、励起光が透過又は拡散透過する領域のうち、透過する領域とされる場合には、基材の切抜き透光部に透光性を有する透明基材が嵌入される。拡散透過する領域とされる場合には、表面をサンドブラスト等で微細凹凸を形成した透明基材が嵌入される。

蛍光板１０１の蛍光体層は、励起光照射装置７０からの励起光としての青色波長帯域光が蛍光板１０１の緑色蛍光体層に照射されると、緑色蛍光体層における緑色蛍光体が励起され、緑色蛍光体から全方位に緑色波長帯域光を出射する。蛍光発光された光線束は、左側パネル１５側へ出射され、集光レンズ群１１１に入射する。一方、蛍光板１０１における入射光が透過又は拡散透過する領域に入射された励起光照射装置７０からの青色波長帯域光は、蛍光板１０１を透過又は拡散透過し、蛍光板１０１の背面側（換言すれば、右側パネル１４側）に配置された集光レンズ１１５に入射する。

そして、導光光学系１４０は、赤色、緑色、青色波長帯域の光線束を集光させる集光レンズや、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせる反射ミラー、ダイクロイックミラー等からなる。具体的には、導光光学系１４０は、第一反射ミラー１４１，集光レンズ１５１，拡散板１５２，第一ダイクロイックミラー１４２，第二反射ミラー１４３，集光レンズ１４６，第三反射ミラー１４９，集光レンズ１４７，集光レンズ１４５，第二ダイクロイックミラー１４８からなる。

第一反射ミラー１４１は、励起光照射装置７０の背面パネル１３側に配置される。この第一反射ミラー１４１は、励起光照射装置７０から出射される青色波長帯域光の光軸を右側パネル１４方向に９０度変換する。

集光レンズ１５１は、第一反射ミラー１４１の右側パネル１４側に配置される。拡散板１５２は、集光レンズ１５１の右側パネル１４側に配置される。第一反射ミラー１４１により反射された励起光は、集光レンズ１５１により集光されて、拡散板１５２により拡散される。

拡散板１５２を拡散透過する青色波長帯域光及び蛍光板１０１から出射される緑色波長帯域光と、赤色光源装置１２０から出射される赤色波長帯域光とが交差する位置に、青色及び赤色波長帯域光を透過させ、緑色波長帯域光を反射してこの緑色波長帯域光の光軸を背面パネル１３方向に９０度変換する第一ダイクロイックミラー１４２が配置されている。

また、蛍光板１０１を透過又は拡散透過した青色波長帯域光の光軸上、つまり、集光レンズ１１５と右側パネル１４との間には、青色波長帯域光を反射してこの青色光の光軸を背面パネル１３方向に９０度変換する第二反射ミラー１４３が配置されている。第二反射ミラー１４３における背面パネル１３側には、集光レンズ１４６が配置され、さらにこの集光レンズ１４６の背面パネル１３側には、第三反射ミラー１４９が配置されている。第三反射ミラー１４９の左側パネル１５側には、集光レンズ１４７が配置されている。第三反射ミラー１４９は、第二反射ミラー１４３により反射され、集光レンズ１４６を介して入射される青色波長帯域光の光軸を左側パネル１５側に９０度変換する。

また、第一ダイクロイックミラー１４２の背面パネル１３側には、集光レンズ１４５が配置されている。さらに、集光レンズ１４５の背面パネル１３側であって、集光レンズ１４７の左側パネル１５側には、第二ダイクロイックミラー１４８が配置されている。第二ダイクロイックミラー１４８は、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射して左側パネル１５側に９０度光軸を変換し、集光レンズ１４７を介して入射される青色波長帯域光を透過させる。

第一ダイクロイックミラー１４２を透過した赤色波長帯域光の光軸と、この赤色波長帯域光の光軸と一致するように第一ダイクロイックミラー１４２により反射された緑色波長帯域光の光軸は、集光レンズ１４５に入射する。そして、集光レンズ１４５を透過した赤色及び緑色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー１４８により反射され、光源側光学系１７０の集光レンズ１７３を介してライトトンネル１７５の入射口に集光される。一方、集光レンズ１４７を透過した青色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー１４８を透過して、集光レンズ１７３を介してライトトンネル１７５の入射口に集光される。

光源側光学系１７０は、集光レンズ１７３，ライトトンネル１７５，集光レンズ１７８，集光レンズ１７９，照射ミラー１８５、コンデンサレンズ１９５により構成されている。なお、コンデンサレンズ１９５は、コンデンサレンズ１９５の背面パネル１３側に配置される表示素子５１から出射された画像光を固定レンズ群２２５及び可動レンズ群２３５に向けて出射するので、投影側光学系２２０の一部ともされている。

ライトトンネル１７５と第二ダイクロイックミラー１４８の間には、ライトトンネル１７５の入射口に光源光を集光する集光レンズ１７３が配置されている。よって、赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光は、集光レンズ１７３により集光され、ライトトンネル１７５に入射される。ライトトンネル１７５に入射された光線束は、ライトトンネル１７５により均一な強度分布の光線束とされる。

ライトトンネル１７５の左側パネル１５側の光軸上には、集光レンズ１７８，１７９が配置される。ライトトンネル１７５から出射された光線束は、集光レンズ１７８，１７９を介して照射ミラー１８５に照射され、照射ミラー１８５によりコンデンサレンズ１９５を介して表示素子５１に所定の角度で照射される。なお、ＤＭＤとされる表示素子５１は、背面パネル１３側にヒートシンク１９０が設けられ、このヒートシンク１９０により表示素子５１は冷却される。

光源側光学系１７０により表示素子５１の画像形成面に照射された光源光である光線束は、表示素子５１の画像形成面で反射され、投影光として投影側光学系２２０を介してスクリーンに投影される。ここで、投影側光学系２２０は、コンデンサレンズ１９５、可動レンズ群２３５、固定レンズ群２２５により構成されている。可動レンズ群２３５は、レンズモータにより移動可能に形成される。そして、可動レンズ群２３５及び固定レンズ群２２５は、固定鏡筒に内蔵される。よって、可動レンズ群２３５を備える固定鏡筒は、可変焦点型レンズとされ、ズーム調節やフォーカス調節が可能に形成される。

このように投影装置１０を構成することで、蛍光板１０１を回転させるとともに励起光照射装置７０及び赤色光源装置１２０から異なるタイミングで光を出射すると、赤色、緑色及び青色の各波長帯域光が導光光学系１４０を介して集光レンズ１７３及びライトトンネル１７５に順次入射され、さらに光源側光学系１７０を介して表示素子５１に入射されるため、投影装置１０の表示素子５１であるＤＭＤがデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を投影することができる。

次に、励起光照射装置７０における放熱装置とされるヒートシンク８１及びホルダ７２について図４〜図７に基づいて説明する。図４はホルダ７２が備えられるヒートシンク８１の斜視図である。図５（ａ）はこのヒートシンク８１の正面図であり、図５（ｂ）はヒートシンク８１の側面図である。図６（ａ），（ｂ）はヒートシンク８１の変形例である。図７は、ホルダ７２を付勢する付勢部材とされる板バネ９７を示す斜視図である。ホルダ７２に保持される青色レーザダイオード７１は、図５（ｂ）において左側に向けてレーザ光を出射する。第１の光源は、複数の半導体発光素子である青色レーザダイオード７１がホルダ７２に保持されて形成される。

なお、ヒートシンク８１は、青色レーザダイオード７１の出射方向を背面パネル１３側に向け、図４における上側を上面パネル１１側に向けて配置されるが、以下の説明においては、青色レーザダイオード７１の出射方向を前、青色レーザダイオード７１の出射方向と反対側の方向を後としてヒートシンク７８１の構造を説明する。

ヒートシンク８１に備えられるホルダ７２は、外形を略ブロック状として形成されている。ホルダ７２は、アルミダイキャストにより製造される。ホルダ７２には、２行４列に配置される合計８個の保持孔７４が形成されている。各保持孔７４には、青色レーザダイオード７１が保持されている。このようにして、本実施例におけるホルダ７２には、２行４列の合計８個の青色レーザダイオード７１が備えられる。

図４及び図５（ａ），（ｂ）に示すように、ヒートシンク８１は、多数の平板を組み合わせて形成されている。ヒートシンク８１は、アルミ合金の押し出し成形により形成されるので、この多数の平板は、図５（ａ）における左右の横幅寸法が同一に形成されている。そして、ホルダ７２を収納する凹部とされる固定部として図５（ｂ）の側面視コ字状に形成される固定部８２と第１の放熱部９１と、により主放熱部が形成され、固定部８２から立設される第二縦板８７と第２の放熱部９２と、により補助放熱部が形成されている。従って、補助放熱部は、主放熱部の上側に設けられることとなる。

ヒートシンク８１は、下端に基部縦板８３が形成されている。基部縦板８３の上端からは、後方に向けて基部水平板８４が形成されている。基部水平板８４の後端からは、上方に向けて立設する第一縦板８５が形成されている。第一縦板８５の上端からやや下方側からは、前方に向けて水平板８６が形成されている。水平板８６の前端からは、上方に向けて、平板部とされる第二縦板８７が立設されている。第二縦板８７の上端からは、前方に向けて送風用水平板８８が形成されている。

主放熱部の第一縦板８５の背面である固定部８２と反対側の面からは、後方に向けて複数の水平な薄板である放熱フィンが設けられて、第１の放熱部９１が形成されている。同様に、補助放熱部の第二縦板８７の背面からは、後方に向けて複数の水平な薄板である放熱フィンが設けられて、第２の放熱部９２が形成されている。なお、第１の放熱部９１における最下部の放熱フィンとされる薄板は、前後方向の長さをその他の第１の放熱部９１における放熱フィンとされる薄板に比べて若干短く形成されている。また、第２の放熱部９２の放熱フィンとされる薄板の前後方向の長さは、上側から下側に渡って、漸次長くなるように形成されている。さらに、送風用水平板８８の下面からは、下方に向けて多数の垂直な放熱フィンとされる薄板が設けられて、第３の放熱部９３が形成されている。

なお、図４及び図５（ｂ）に示すように、第３の放熱部９３の最前部の薄板は、他の第３の放熱部９３の薄板よりも上下方向の長さが長く形成されている。そして、この第３の放熱部９３の最前部の薄板と、送風用水平板８８及び第二縦板８７により、開口を下に向けた縦断面コ字状のダクト部が形成される。後述するが、このダクト部に沿って、冷却風が流される。

また、図６（ａ）にヒートシンクの変形例１の側面図を示すように、ヒートシンク８１の第二縦板８７の正面に、冷却ファン２６１からの冷却風を、赤色光源装置１２０の方向に流す縦断面コ字状のダクト部のみを形成し、このダクト部にフィンを設けない構造とすることができる。

更には、図６（ｂ）にヒートシンクの変形例２の側面図を示すように、ヒートシンク８１の第二縦板８７の正面に、第二縦板８７と、送風用水平板８８と、送風用水平板８８から垂下する送風用垂直板８９からなる、冷却ファン２６１からの冷却風を、赤色光源装置１２０の方向に流す縦断面コ字状のダクト部を形成し、送風用垂直板８９の第二縦板８７と対向する面側に、第２の放熱部９２の複数のフィンと平行な整流のためのフィン９５を複数設けた構造とすることができる。

ヒートシンク８１は、基部縦板８３と基部水平板８４により鉤状部９４が形成される。この鉤状部９４により、ヒートシンク８１を投影装置１０に配置する際、容易に位置決めすることができる。そして、基部水平板８４と、第一縦板８５と、水平板８６により、縦断面コ字状の固定部８２が形成されている。固定部８２にホルダ７２が設けられている。なお、第一縦板８５の正面には、左右に渡る溝８５ａが上下二段に形成される。この溝８５ａには、図５（ｂ）に示すように、青色レーザダイオード７１から突出されるリード端子７１ａと接続される図示しないＦＰＣが挿入される。

一方、ホルダ７２の四隅近傍には、それぞれ取付孔７６が設けられている。取付孔７６は、正面視において半円部と直線部が接続された半長孔状に形成されている。取付孔７６は、正面視半長孔状の孔で座繰り部が形成される。そして、この座繰り部からは、後方にかけて正面視円形の貫通孔が開けられる。

ホルダ７２の下側２箇所の取付孔７６には、図７に示す板バネ９７が挿入されている。板バネ９７は、板金部品として形成される。板バネ９７は、垂直板９７ａと、垂直板９７ａの下端から前下方に傾斜して延びる傾斜板９７ｂからなる。垂直板９７ａには、略中心に上下にやや長いねじ用孔９７ａ１が形成されている。

板バネ９７のホルダ７２への取り付けは、ホルダ７２の下側２箇所の取付孔７６に板バネ９７を挿入して取り付けられる。このとき、板バネ９７の垂直板９７ａの背面が、取付孔７６の半長孔状の座繰り部に当接される。すると、板バネ９７の垂直板９７ａと傾斜板９７ｂとが接続される屈曲部の弾性力により、ホルダ７２は上方の接続面側に付勢される。この板バネ９７をホルダ７２に取り付けた後、四隅近傍の４箇所の取付孔７６にねじが挿入され、ホルダ７２とヒートシンク８１が固定される。

そして、ホルダ７２は、背面側が、第１の接続面とされる第一縦板８５の正面と接続して固定される。また、板バネ９７により、ホルダ７２は上方に付勢されるので、ホルダ７２の側面のうちの一の側面である上面と、水平板８６の下面とが密接して接続して配置される。すなわち、第二縦板８７の端部近傍と連設される水平板８６の下面は第２の接続面とされる。換言すれば、第二縦板８７は、第２の接続面の端部近傍に設けられている。

このようにして、ホルダ７２がヒートシンク８１に備えられることによって、複数の青色レーザダイオード７１が駆動されて発熱しても、その熱は、ホルダ７２の背面を伝って第一縦板８５に伝わり、第１の放熱部９１で放熱される。さらに、複数の青色レーザダイオード７１からの発熱は、ホルダ７２の上面を伝って水平板８６から第二縦板８７に伝わって、第２の放熱部９２により放熱される。そしてさらに、第二縦板８７に伝わった熱のうち、第２の放熱部９２により放熱しきれなかった熱は、送風用水平板８８を伝って第３の放熱部９３により放熱される。

なお、第１の放熱部９１，第２の放熱部９２及び第３の放熱部９３それぞれの放熱容量によっては、相互に放熱容量を補うことができる。また、第１の放熱部９１及び第２の放熱部９２の放熱容量が十分ある場合には、第３の放熱部９３を省略することもできる。

また、このヒートシンク８１は、励起光照射装置７０として、図３に示す位置で投影装置１０に配置される。ここで、第１の光源を備える励起光照射装置７０が出射する青色波長帯域光と異なる赤色波長帯域光が発光される第２の光源とされる赤色光源装置１２０は、励起光照射装置７０と並設される。そして、赤色光源装置１２０と反対側には、冷却風を送風する冷却ファン２６１が配置される。従って、赤色光源装置１２０は、励起光照射装置７０よりも風下側に配置されることとなる。

このとき、冷却ファン２６１から冷却風が送風されると、この冷却風は、図４及び図５（ｂ）で示すように、ヒートシンク８１の上部に形成される縦断面コ字状のダクト部に沿って流される。すると、図３で示す励起光照射装置７０の風下側に並設される赤色光源装置１２０のヒートシンク１３０に適切に冷却風が送風される。

なお、上述の冷却ファン２６１に換えて、又は冷却ファン２６１と共に、赤色光源装置１２０の右側パネル１４側に筐体内部の空気を筐体外部に排出する冷却ファンを設けることもできる。この場合においても、冷却風は、励起光照射装置７０から赤色光源装置１２０に向けて流れる。

次に、他の実施形態に係る放熱装置について、図８及び図９に基づいて説明する。図８は放熱装置であるヒートシンク３８１の斜視図であり、図９（ａ）はヒートシンク３８１の正面図、図９（ｂ）はヒートシンク３８１の側面図である。なお、上下二箇所のホルダ７２は、前述の実施形態におけるホルダ７２と同様の構成とされるので、同じ個所、部材には同じ符号を付して、説明を省略又は簡略化する。

本実施形態におけるヒートシンク３８１は、上下に離間して設けられた主放熱部の間に渡って補助放熱部が設けられてなる。すなわち、主放熱部は、前述の実施形態と同様に、固定部３８２と、第１の放熱部３９１とで形成される。固定部３８２は、基部水平板３８４と、第一縦板３８５と、水平板３８６とによりなる。第一縦板３８５の背面からは、多数の薄板が後方に延びて、第１の放熱部３９１が形成されている。

なお、上側の主放熱部と下側の主放熱部及びそれぞれの基部水平板３８４の前端と接続される基部縦板３８３は、上下対称に形成されている。

一方、補助放熱部は、平板部とされる第二縦板３８７と、この第二縦板３８７の背面から後方に延びる薄板により形成される第２の放熱部３９２とによりなる。そして、上下の主放熱部は、上下に配置される水平板３８６が第二縦板３８７により接続される。

なお、本実施形態においても、ヒートシンク３８１は、アルミ合金の押し出し成形により形成される。そして、前述の実施形態と同様に、図３に示すヒートシンク８１と同様の位置に配置される。

また、そして、上下の各ホルダ７２は、それぞれ４箇所に設けられる取付孔７６にねじが挿入されて、ヒートシンク３８１に固定される。このとき、上下の各ホルダ７２の背面は、上下それぞれの第１の接続面とされる上下の第一縦板３８５の正面と接続される。

また、ヒートシンク３８１に保持される２つのホルダ７２は、それぞれ板バネ９７により付勢されている。下側のホルダ７２は、下側のホルダ７２における下側２箇所の取付孔７６に板バネ９７が挿入されることにより上方に向けて付勢される。従って、下側のホルダ７２の上面は、下側の水平板３８６の下面と密接して接続される。このように、下側の主放熱部においては、第二縦板３８７と連設される下側の水平板３８６の下面が第２の接続面とされる。

一方、上側のホルダ７２は、上側のホルダ７２における上側２箇所の取付孔７６に板バネ９７が挿入されることにより下方に向けて付勢される。従って、上側のホルダ７２の下面は、上側の水平板３８６の上面と密接して接続される。このように、上側の主放熱部においては、第二縦板３８７と連設される上側の水平板３８６の上面が第２の接続面とされる。

このようにして、上下の各ホルダ７２においても、各ホルダ７２における一の側面と背面がヒートシンク３８１と接続される。従って、各青色レーザダイオード７１が駆動されて発熱しても、この熱は、各ホルダ７２の背面から各第一縦板３８５を介して各第１の放熱部３９１から放熱されるとともに、各ホルダ７２における一の側面から各水平板３８６及び第二縦板３８７を介して第２の放熱部３９２から放熱される。

なお、本実施形態においては、このヒートシンク３８１の２箇所の固定部３８２に、それぞれ複数の青色レーザダイオード７１を配置したが、これに限られず、それぞれ異なる波長帯域光を出射する光源を備えることもできる。例えば、上側の固定部３８２には赤色光源装置を備え、下側の固定部３８２には青色光源装置を備えるようにしてもよい。

また、ヒートシンク３８１の上側の基部縦板３８３の端部や第二縦板３８７の正面に、冷却ファン２６１からの冷却風を流す縦断面コ字状のダクト部を形成することもできる。さらに、このダクト部に第３の放熱部を設けることもできる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は以上の実施形態によっては限定されることなく、種々の形態で実施することができる。例えば、ホルダ７２は、ヒートシンク８１，３８１の第２の接続面と一の側面で接続されるように形成したが、第２の接続面を複数形成して複数の側面が第２の接続面と接続されるようにしてもよい。例えば、ヒートシンク８１において、ホルダ７２の上面と、第２の接続面とされる水平板８６の下面とが接続されるよう形成したが、これらの接続に加えて、ホルダ７２の左右の側面や下面がヒートシンク８１と接続されるようにしてもよい。

以上の通り、放熱装置とされるヒートシンク８１，３８１は、青色レーザダイオード７１を保持するホルダ７２である第１の光源を固定する固定部８２，３８２と、第１の放熱部９１，３９１とを備える。そして、固定部８２，３８２からは平板部とされる第二縦板８７，３８７が立設される。第二縦板８７，３８７には、複数の放熱フィンを有する第２の放熱部が設けられる。これにより、放熱装置の放熱容量を増大させることができるので、高輝度の光源を備えることができるとともに小型化可能な放熱装置を提供することができる。

また、固定部８２，３８２は、第一縦板８５の正面である第１の接続面と、水平板８６の下面及び水平板３６６の上面である第２の接続面を備える。そして、第１の接続面は、ホルダ７２を備える第１の光源の背面と接続され、第２の接続面は第１の光源の側面と接続される。

これにより、ブロック状に形成されるホルダ７２の背面だけではなく側面もヒートシンク８１，３８１に接続させることができるとともに、放熱装置の放熱容量を増大させることができるので、ヒートパイプ等の他の冷却手段を設ける必要がなく、放熱装置を形成することができる。

また、平板部とされる第二縦板８７，３８７は、第２の接続面の端部近傍に設けられる。これにより、第２の接続面と、第２の放熱部９２を有する平板部とされる第二縦板８７，３８７とを近い距離で形成することができる。従って、ホルダ７２と第２の放熱部９２との距離を短くすることができるので、ホルダ７２の側面からの放熱効率を向上させることができる。

また、第１の光源のホルダ７２は、付勢部材とされる板バネ９７により第２の接続面とされる水平板８６，３８６の上面又は下面に向けて付勢される。これにより、ホルダ７２の側面と水平板８６，３８６の上面又は下面とが密接して接続されるので、熱の伝達をより確実に行うことができる。

また、第２の放熱部９２を有する補助放熱部は、ホルダ７２が固定される主放熱部の上側に設けられる。これにより、熱は上昇して伝わっていくので、さらに効率よくホルダ７２の放熱を行うことができる。

また、第１の放熱部は離間して上下２箇所に設けられ、第２の放熱部の平板部とされる第二縦板３８７が第１の放熱部の間に渡って設けられる。これにより、２つの光源をスタックしてヒートシンク３８１に設けつつ、放熱を適切に行うことができる。

また、ヒートシンク８１には、開口部を下側に向けた縦断面コ字状のダクト部が設けられている。これにより、ヒートシンク８１に向けて送風された冷却風の一部を、このダクト部に沿って、冷却が必要な他の装置に送り出すことができる。

また、ダクト部には、第３の放熱部９３が設けられている。これにより、ダクト部を流れる冷却風を利用して効率よく放熱を行うことができるので、さらにヒートシンク８１の放熱容量を増大させることができる。

また、ヒートシンク８１，３８１に、第１の光源である半導体発光素子である青色レーザダイオード７１を複数個保持するブロック状のホルダ７２を設けた。そして、励起光照射装置７０は、この放熱装置であるヒートシンク８１，３８１を備える第１の光源が設けられるよう形成した。これにより、高輝度でコンパクトな光源装置６０を提供することができる。

また、第１の光源を備える励起光照射装置７０と、第２の光源とされる赤色光源装置１２０とを並設して配置した。これにより、冷却が必要な各色光源装置に対して冷却ファンを一箇所に配置することができるので、一箇所の冷却ファン２６１で２つの光源装置それぞれのヒートシンク８１，１３０を効率よく冷却することができる。

また、第１の光源を備える励起光照射装置７０から出射される光を励起光として、緑色波長帯域の蛍光光を出射する蛍光板装置１００を備えた。そして、蛍光板装置１００は、蛍光発光領域と、透過領域とを備えるので、励起光照射装置７０からの励起光を青色光源とすることができる。これにより、赤、緑、青の各色波長帯域光を備え、ヒートシンク８１，３８１の放熱容量を高めた光源装置６０を提供することができる。

また、投影装置１０は、光源装置６０と、表示素子５１と、投影側光学系２２０と、投影装置制御部とにより形成した。これにより、高輝度でコンパクトな投影装置１０を提供することができる。

また、以上説明した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］第１の光源を固定する固定部と、
前記固定部の背面側に設けられる複数のフィンを有する第１の放熱部と、
前記固定部から立設する平板部と、
前記平板部に設けられる複数のフィンを有する第２の放熱部と、
を有することを特徴とする放熱装置。
［２］前記固定部は、前記第１の光源の背面と接続される第１の接続面と、前記第１の光源の側面と接続される第２の接続面を有することを特徴とする前記［１］に記載の放熱装置。
［３］前記平板部は、前記第２の接続面の端部近傍に設けられることを特徴とする前記［２］に記載の放熱装置。
［４］前記第１の光源は、付勢部材により前記第２の接続面の側に付勢されることを特徴とする前記［２］又は前記［３］に記載の放熱装置。
［５］前記第２の放熱部は、前記第１の放熱部の上側に形成されることを特徴とする前記［１］乃至前記［３］の何れか記載の放熱装置。
［６］前記第１の放熱部は、離間して２箇所に設けられ、
前記第２の放熱部の前記平板部は、２箇所の前記第１の放熱部の間に渡って設けられることを特徴とする前記［１］乃至前記［４］の何れか記載の放熱装置。
［７］前記平板部は、縦断面コ字状に形成されるダクト部を有することを特徴とする前記［１］乃至前記［６］の何れか記載の放熱装置。
［８］前記ダクト部は、複数のフィンを有する第３の放熱部を有することを特徴とする前記［７］に記載の放熱装置。
［９］前記第１の光源は、複数の半導体発光素子を有し、
前記固定部は、前記複数の半導体発光素子を保持するホルダが固定されることを特徴とする前記［７］に記載の放熱装置。
［１０］複数の半導体発光素子を保持するホルダを有する前記［９記載の放熱装置を備える前記第１の光源が設けられることを特徴とする光源装置。
［１１］前記第１の光源は、前記第１の光源とは異なる波長帯域光が発光される第２の光源と並設されることを特徴とする前記［１０］に記載の光源装置。
［１２］前記第１の光源からの出射光を励起光として蛍光光を出射する蛍光発光領域と、前記第１の光源からの出射光を透過する透過領域とを有して前記第１の光源及び前記第２の光源それぞれとは異なる波長帯域光を出射する蛍光板装置を備えることを特徴とする前記［１１］に記載の光源装置。
［１３］前記［１０］乃至前記［１２］の何れか記載の前記光源装置と、
前記光源装置からの光を表示素子に導光する光源側光学系と、
前記表示素子から出射された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記光源装置や前記表示素子を制御する投影装置制御部と、
を備えることを特徴とする投影装置。

１０ 投影装置 １１ 上面パネル
１２ 正面パネル １３ 背面パネル
１４ 右側パネル １５ 左側パネル
１６ 下面パネル １７ 吸排気孔
２１ 入出力コネクタ部 ２２ 入出力インターフェース
２３ 画像変換部 ２４ 表示エンコーダ
２５ ビデオＲＡＭ ２６ 表示駆動部
３１ 画像圧縮／伸長部 ３２ メモリカード
３５ Ｉｒ受信部 ３６ Ｉｒ処理部
３７ キー／インジケータ部 ３８ 制御部
４１ 光源制御回路 ４３ 冷却ファン駆動制御回路
４５ レンズモータ ４７ 音声処理部
４８ スピーカ ５１ 表示素子
６０ 光源装置
７０ 励起光照射装置 ７１ 青色レーザダイオード
７１ａ リード端子 ７２ ホルダ
７３ レンズアレイ ７４ 保持孔
７６ 取付孔 ８０ 緑色光源装置
８１ ヒートシンク ８２ 固定部
８３ 基部縦板 ８４ 基部水平板
８５ 第一縦板 ８５ａ 溝
８６ 水平板
８７ 第二縦板 ８８ 送風用水平板
８９ 送風用垂直板 ９１ 第１の放熱部
９２ 第２の放熱部 ９３ 第３の放熱部
９４ 鉤状部 ９５ フィン
９７ 板バネ ９７ａ 垂直板
９７ａ１ ねじ用孔 ９７ｂ 傾斜板
１００ 蛍光板装置
１０１ 蛍光板 １１０ モータ
１１１ 集光レンズ群 １１５ 集光レンズ
１２０ 赤色光源装置 １２１ 赤色光源
１２５ 集光レンズ群 １３０ ヒートシンク
１４０ 導光光学系 １４１ 第一反射ミラー
１４２ 第一ダイクロイックミラー １４３ 第二反射ミラー
１４５ 集光レンズ １４６ 集光レンズ
１４７ 集光レンズ １４８ 第二ダイクロイックミラー
１４９ 第三反射ミラー １５１ 集光レンズ
１５２ 拡散板 １７０ 光源側光学系
１７３ 集光レンズ １７５ ライトトンネル
１７８ 集光レンズ １７９ 集光レンズ
１８５ 照射ミラー
１９０ ヒートシンク １９５ コンデンサレンズ
２２０ 投影側光学系 ２２５ 固定レンズ群
２３５ 可動レンズ群 ２４１ 制御回路基板
２６１ 冷却ファン ２６２ 冷却ファン
３８１ ヒートシンク ３８２ 固定部
３８３ 基部縦板 ３８４ 基部水平板
３８５ 第一縦板 ３８６ 水平板
３８７ 第二縦板 ３９１ 第１の放熱部
３９２ 第２の放熱部

Claims (11)

1. 第１の光源の背面と接続される第１の接続面と、前記第１の光源の側面と接続される第２の接続面とを有し、前記第１の光源を固定する固定部と、
   前記固定部の背面側に設けられる複数のフィンを有する第１の放熱部と、
   前記第２の接続面側の前記固定部から一方側に立設する平板部と、
   前記平板部に設けられる複数のフィンを有する第２の放熱部と、
   を有することを特徴とする放熱装置。
2. 前記第１の光源は、付勢部材により前記第２の接続面側に付勢されることを特徴とする請求項１に記載の放熱装置。
3. 前記第２の放熱部は、前記第１の放熱部の前記一方側に形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放熱装置。
4. 前記固定部は、離間して２箇所に設けられ、
   前記平板部は、２箇所の前記固定部の間に渡って設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか記載の放熱装置。
5. 前記平板部は、縦断面コ字状に形成されるダクト部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか記載の放熱装置。
6. 前記ダクト部は、複数のフィンを有する第３の放熱部を有することを特徴とする請求項５に記載の放熱装置。
7. 前記第１の光源は、複数の半導体発光素子を有し、
   前記固定部は、前記複数の半導体発光素子を保持するホルダが固定されることを特徴とする請求項５に記載の放熱装置。
8. 複数の半導体発光素子を保持するホルダを有する請求項７記載の放熱装置を備える前記第１の光源が設けられることを特徴とする光源装置。
9. 前記第１の光源は、前記第１の光源とは異なる波長帯域光が発光される第２の光源と並設されることを特徴とする請求項８に記載の光源装置。
10. 前記第１の光源からの出射光を励起光として蛍光光を出射する蛍光発光領域と、前記第１の光源からの出射光を透過する透過領域とを有して前記第１の光源及び前記第２の光源それぞれとは異なる波長帯域光を出射する蛍光板装置を備えることを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
11. 請求項８乃至請求項１０の何れか記載の前記光源装置と、
    前記光源装置からの光を表示素子に導光する光源側光学系と、
    前記表示素子から出射された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、
    前記光源装置や前記表示素子を制御する投影装置制御部と、
    を備えることを特徴とする投影装置。

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